CN103991767A - 电梯装置及其绳索摆动抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯装置及其绳索摆动抑制方法，其目的在于更有效地抑制绳索的横向振动。作为解决手段，运算控制装置（14）根据来自绳索横向振动传感器（12、13）的检测信号，对驱动装置（11）进行控制。此外，运算控制装置（14）选择性地向驱动装置（11）输出包含第1驱动指令和第2驱动指令在内的多个驱动指令。第1驱动指令是与绳索（主绳索（6）或补偿绳（9））的横向振动的相位信息无关地对绳索施加张力的指令。此外，第2驱动指令是根据绳索的横向振动的相位信息，对绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动的指令。

Description

电梯装置及其绳索摆动抑制方法

技术领域

本发明涉及如下的电梯装置及其绳索摆动抑制方法：例如在因地震或强风等产生的建筑物的摆动而使绳索发生横向振动的情况下，通过适当地控制该绳索的张力，来抑制绳索的横向振动。

背景技术

近年来，已知在高层建筑物中，会因长周期地震运动或者强风而持续低周期的摆动。并且，在设置在这样的高层建筑物的电梯装置中，主绳索、限速器绳索和补偿绳等绳索与建筑物摆动发生共振而大幅摆动，发生与井道设备接触而产生损伤或钩挂的现象。如果在这样的状态下使电梯装置运行，则有可能发生设备损坏、乘客困梯、到恢复为止需要较长时间这样的情况。

因此，在现有的电梯装置中，在补偿绳的横向振动（横向摆动）超过预先设定的限度的情况下、或者建筑物的摆动超出规定基准的情况下，通过张力机构选择性地变更补偿绳的张力，避免共振状态（例如，参照专利文献1）。

但是，在单纯地增大绳索的张力的方法中，存在如下问题：由于增大张力，有时反而使绳索的固有振动频率与建筑物的固有振动频率接近，增强了绳索的横向振动。

此外，在现有的另一电梯装置中，根据轿厢的位置改变施加给绳索的张力（例如，参照专利文献2）。

但是，在该方法中，虽然能够减小绳索的固有振动频率与建筑物的固有振动频率接近的区域，但由于不能消除绳索与建筑物发生共振的区域，因此依然存在因绳索共振而产生设备损伤和绳索缠绕等的可能性。此外，为了如上这样改变绳索的固有振动频率来抑制绳索的横向振动，必须进行较大的张力增减，存在需要容量较大的张力机构这样的问题。

对此，在现有的又一电梯装置中，使用绳索的横向振动的相位信息，对绳索施加张力变动，由此能够得到比通常大的衰减效果，在与建筑物的固有振动频率接近和一致这两种情况下，都能够减小绳索的横向振动（例如，参照专利文献3）。

专利文献

专利文献1：日本特开平10－279224号公报

专利文献2：日本特开2003－104656号公报

专利文献3：国际公开第2010/013597号公报

在通常的电梯装置中，为了吊挂轿厢而使用了多条主绳索，这些主绳索的张力彼此存在微小差异。这样，在排列配置的绳索的张力彼此不同的情况下，尤其是，当绳索的横向振动处于成长过程阶段时，绳索以各自不同的相位进行横向振动。

因此，在使用相位信息对绳索施加张力变动的现有的绳索摆动抑制方法中，存在不能在绳索的横向振动的成长过程中准确地取得相位信息、不能充分地抑制绳索摆动这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述这样的问题而完成的，其目的在于得到一种能够更有效地抑制绳索的横向振动的电梯装置及其绳索摆动抑制方法。

本发明的电梯装置具有：驱动装置，其对绳索施加用于抑制横向振动的张力；以及运算控制装置，其将绳索的横向振动信息作为输入而控制驱动装置，运算控制装置选择性地向驱动装置输出包含第1驱动指令和第2驱动指令在内的多个驱动指令，其中，第1驱动指令指示与绳索的横向振动的相位信息无关地对绳索施加张力，第2驱动指令指示根据相位信息对绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动。

在本发明的电梯装置中，运算控制装置选择性地向驱动装置输出包含第1驱动指令和第2驱动指令在内的多个驱动指令，第1驱动指令指示与绳索的横向振动的相位信息无关地对绳索施加张力，第2驱动指令指示根据相位信息，对绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动，因此，能够与绳索的横向振动的过程相应地、更有效地抑制绳索的横向振动。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电梯装置的结构图。

图2是示出图1的电梯装置的主要部分的框图。

图3是示出图1的主绳索或补偿绳的横向振动的时间变化的一例和运算控制装置的驱动指令的时间变化的一例的曲线图。

图4是示出图1的第1绳索横向振动传感器的第1例的俯视图。

图5是示出图1的第1绳索横向振动传感器的第2例的俯视图。

图6是示出来自图4的第1绳索横向振动传感器的检测信号的第1例的曲线图。

图7是示出来自图4的第1绳索横向振动传感器的检测信号的第2例的曲线图。

图8是示出图1的第1绳索横向振动传感器的第3例的俯视图。

图9是示出来自图8的第1绳索横向振动传感器的检测信号的一例的曲线图。

图10是示出根据来自图8的第1绳索横向振动传感器的检测信号求出的主绳索的横向振动波形的频率响应的曲线图。

图11是示出本发明的实施方式2的电梯装置的主要部分的框图。

标号说明

6主绳索，9补偿绳，11驱动装置，12第1绳索横向振动传感器，13第2绳索横向振动传感器，14运算控制装置，19建筑物摆动传感器。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的电梯装置的结构图。在图中，在井道1的上部，设置有机房2。在机房2中，设置有曳引机3。曳引机3具有驱动绳轮4、使驱动绳轮4旋转的曳引机电机（未图示）、以及对驱动绳轮4的旋转进行制动的曳引机制动器（未图示）。在曳引机3的附近，设置有偏导轮5。

在驱动绳轮4和偏导轮5上，卷绕有多条（在图1中仅示出1条）主绳索（悬挂体）6。主绳索6彼此隔着间隔排列配置。主绳索6的第1端部与轿厢7连接。主绳索6的第2端部与对重8连接。轿厢7和对重8借助主绳索6，按照1：1的绕绳比吊挂在井道1内，并借助于曳引机3进行升降。

在井道1内设置有用于引导轿厢7的升降的一对轿厢导轨（未图示）和用于引导对重8的升降的一对对重导轨（未图示）。在轿厢7和对重8之间，吊挂有多条（在图1中仅示出1条）补偿绳9。补偿绳9彼此隔着间隔排列配置。

在井道1的底部设置有卷绕了补偿绳9的张紧轮10。在张紧轮10上，设置有通过使张紧轮10沿上下方向位移来调节主绳索6和补偿绳9的张力的驱动装置（外力附加装置）11。例如使用液压千斤顶或者电动机等作为驱动装置11。此外，驱动装置11在主绳索6和补偿绳9发生横向振动时，对主绳索6和补偿绳9施加用于抑制横向振动的张力。

在井道1内的上部，设置有检测主绳索6的横向振动的第1绳索横向振动传感器12。在井道1内的下部，设置有检测补偿绳9的横向振动的第2绳索横向振动传感器13。使用非接触位移传感器作为绳索横向振动传感器12、13。

来自绳索横向振动传感器12、13的检测信号（横向振动信息）被输入到运算控制装置14。运算控制装置14根据来自绳索横向振动传感器12、13的检测信号，对驱动装置11进行控制。

此外，运算控制装置14根据绳索（主绳索6或补偿绳9）的横向振动的状态，以不同的控制方法控制驱动装置11。即，运算控制装置14选择性地向驱动装置11输出包含第1驱动指令和第2驱动指令在内的多个驱动指令。第1驱动指令是与绳索的横向振动的相位信息无关地，对绳索施加张力的指令。此外，第2驱动指令是根据绳索的横向振动的相位信息，对绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动的指令。

此外，第2驱动指令例如是：由绳索的横向振动的位移乘以位移或速度中的至少1个以上而得到的结果构成的函数的系数倍（例如，绳索的横向振动的位移与速度相乘的结果的系数倍，或者绳索的横向振动的位移的平方的系数倍）。

图2是示出图1的电梯装置的主要部分的框图。运算控制装置14具有绳索振动运算部15、控制方法切换部16、驱动指令运算部17和驱动控制部18。绳索振动运算部15根据来自绳索横向振动传感器12、13的检测信号，对主绳索6和补偿绳9的横向振动进行运算。

控制方法切换部16根据主绳索6和补偿绳9的振动状态，切换向驱动装置11输出的驱动指令。驱动指令运算部17对由控制方法切换部16选择出的驱动指令进行运算。驱动控制部18根据由驱动指令运算部17求出的驱动指令，对驱动装置11进行控制。这样的运算控制装置14的功能例如可以由微型计算机来实现。

此处，在绳索（主绳索6或补偿绳9）的横向振动的振幅为预先设定的第1振幅阈值以上且小于第2振幅阈值（第1振幅阈值＜第2振幅阈值）时，控制方法切换部16判断为处于横向振动的成长过程，绳索各不相同地进行振动，而选择第1驱动指令。并且，在振幅为第2振幅阈值以上时，判断为全部绳索同步地振动，而选择第2驱动指令。

图3是示出图1的主绳索6或补偿绳9的横向振动的时间变化的一例和运算控制装置14的驱动指令的时间变化的一例的曲线图。在该例中，在绳索的振幅达到第1振幅阈值Ya时，向驱动装置11输出第1驱动指令，对绳索施加固定张力。并且，在绳索的振幅达到第2振幅阈值Yb时，向驱动装置11输出使用了相位信息的第2驱动指令，对绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动。

在这样的电梯装置中，运算控制装置14选择性地向驱动装置11输出与绳索的横向振动的相位信息无关的第1驱动指令和使用了相位信息的第2驱动指令，因此，能够与绳索的横向振动的过程相应地、更有效地抑制绳索的横向振动。

图4是示出图1的第1绳索横向振动传感器12的第1例的俯视图。在该例中，第1绳索横向振动传感器12具有发出检测光20的投光器21和接收检测光20的受光器22。在从正上方观察时，投光器21和受光器22配置在轿厢7的宽度方向（图的Y轴方向）上的两侧。检测光20与轿厢7的宽度方向平行且水平地被投光。

在主绳索6沿轿厢7的前后方向（图的X轴方向）的横向振动的振幅达到预先设定的振幅阈值时，检测光20被切断。即，在该例中，与主绳索6的横向振动相应地，输出间歇的ON/OFF（接通/断开）信号。在如上述那样设定两个振幅阈值时，配置2组投光器21和受光器22，使得从主绳索6到检测光20的距离是不同的。

图5是示出图1的第1绳索横向振动传感器12的第2例的俯视图。在第2例中，为了检测主绳索6沿轿厢7的宽度方向上的横向振动，在从正上方观察时，在轿厢7的前后方向的两侧配置有2个投光器21和2个受光器22。在多个主绳索6横向排列地进行配置的情况下，由于各个主绳索6与第1绳索横向振动传感器12之间的距离不同的，因此不能根据主绳索6的横向振动振幅检测出全部主绳索6的横向振动状态。但是，利用配置在两端的第1绳索横向振动传感器12来检测主绳索6，由此能够增加可检测的主绳索6的条数。

由此，能够增加主绳索6的横向振动信息量，能够高精度地判定多个主绳索6的振动状态。

此处示出了对配置在两端的主绳索6配置第1绳索横向振动传感器12的例子，但是也可以仅对配置在一端的主绳索6配置第1绳索横向振动传感器12。此外，还可以构成为对配置在中央附近的主绳索6也配置第1绳索横向振动传感器12，从而增加第1绳索横向振动传感器12，进一步增加横向振动信息量。

在图5这样的情况下，在设定两个振幅阈值的情况下，也可以配置4组投光器21和受光器22配置。此外，通过组合图4和图5，能够检测轿厢7在宽度方向和前后方向两个方向上的横向振动。此外，第2绳索横向振动传感器13也可以与第1绳索横向振动传感器12同样地构成。

图6是示出来自图4的第1绳索横向振动传感器12的检测信号的第1例的曲线图，图7是示出来自图4的第1绳索横向振动传感器12的检测信号的第2例的曲线图。在检测光20被主绳索6切断时，检测信号上升为L1。即，主绳索6的横向振动信息是与主绳索6的横向振动相应地输出的ON/OFF信号。

在使用图4所示这样的简单的ON/OFF传感器作为第1绳索横向振动传感器12的情况下，在各主绳索6的横向振动不同步时，如图6所示，表示检测出横向振动的信号的输出定时各不相同，与输出间隔的时间差t1的周期不具有相关性。

与此相对，在全部主绳索6的横向振动同步时，如图7所示，传感器输出成组地出现，与下一输出之间的时间差t2相当于周期。因此，能够根据表示检测出横向振动的信号的时间差，来判定主绳索6的横向振动的同步，以切换驱动指令。

图8是示出图1的第1绳索横向振动传感器12的第3例的俯视图。在第3例中，使用激光传感器作为第1绳索横向振动传感器12。在该情况下，第1绳索横向振动传感器12与轿厢7的宽度方向平行且水平地射出规定宽度的激光。通过这样的第1绳索横向振动传感器12，能够连续地测定主绳索6的横向振动。

此外，通过与向配置在两端的主绳索6射出与轿厢7的前后方向平行的激光的一对激光传感器进行组合，能够连续地测定在轿厢7的宽度方向和前后方向这两个方向上的横向振动。此外，可以与第1绳索横向振动传感器12同样地构成第2绳索横向振动传感器13。

图9是示出来自图8的第1绳索横向振动传感器12的检测信号的一例的曲线图。在横向振动信息是连续地测定主绳索6的横向振动而得到的信号的情况下，在全部主绳索6的横向振动同步时，传感器的输出几乎被测定为1个波形（正弦波）。在该情况下，最大振幅之间的时间t3是1个周期，最大振幅与最小振幅之间的时间差t4是其一半。

另一方面，在各主绳索6的横向振动不同步时，由于波形追随相位的不同的主绳索6的最大振幅，因此，作为整体的波形产生变形。在该情况下，由于最大振幅与最小振幅之间的时间差t5成为不同于t4的值，因此，能够根据该值判定同步/非同步，以切换驱动指令。

图10是示出根据来自图8的第1绳索横向振动传感器12的检测信号求出的主绳索6的横向振动波形的频率响应的曲线图。如图8所示，在连续地测定主绳索6的横向振动的情况下，可以对主绳索6的横向振动波形的频率响应进行运算，根据峰值的高度判定同步/非同步。

即，在全部主绳索6的横向振动同步时，由于成为接近单一周期的特性，因而用频率fa表示高的峰值。因此，在峰值大于预先设定的峰值阈值Da的情况下，能够判定为全部主绳索6的横向振动同步。频率fa可以是事先计算出的值，也可以是由上述时间t3决定的值。

另一方面，在各主绳索6的横向振动不同步时，由于频率特性具有较宽的频率范围，因此能够判定为不同步。

即使根据上述这样的同步判定的结果对第1驱动指令和第2驱动指令进行切换，也能够与绳索的横向振动的过程相应地、更有效地抑制绳索的横向振动。

实施方式2.

接下来，图11是示出本发明的实施方式2的电梯装置的主要部分的框图。在运算控制装置14中，将来自至少1个建筑物摆动传感器19的信号作为输入，在检测出预先设定的建筑物摆动阈值以上的建筑物摆动时，向驱动装置11输出第1驱动指令。此外，运算控制装置14在绳索（主绳索6或补偿绳9）的横向振动的振幅为预先设定的振幅阈值以上时，向驱动装置11输出第2驱动指令。其他结构与实施方式1相同。

这样，不仅根据绳索的横向振动信息，还根据建筑物摆动的信息来切换第1驱动指令和第2驱动指令，能够更有效地抑制绳索的横向振动。

此外，绳索横向振动传感器的数量或位置不限于上述例子，例如可以在井道的中间，将传感器配置在轿厢侧和对重侧。

此外，第1驱动指令不限于附加固定张力的指令，例如也可以根据最大振幅等振动信息或轿厢的位置信息等来改变所附加的张力。

此外，绳索可以是截面为圆形的通常的绳索，也可以是截面为扁平形状的绳索、即带。

此外，本发明例如也可以应用于限速器绳索等、主绳索和补偿绳以外的绳索。此外，本发明也可以应用于从轿厢吊挂的供电用控制线缆。即，控制线缆也包含在本发明的绳索中。

此外，在图1中，示出了1：1绕绳比的电梯装置，但是，对绕绳比方式没有特别限定，例如也可以是2：1绕绳比。

此外，设备的布局也不限于图1，例如对曳引机的个数和位置没有特别限定。

此外，本发明可以应用于无机房电梯、双层电梯和单井道多轿厢方式的电梯等所有类型的电梯装置。

Claims (10)

1.一种电梯装置，其中，

该电梯装置具有：

驱动装置，其对绳索施加用于抑制横向振动的张力；以及

运算控制装置，其将所述绳索的横向振动信息作为输入而控制所述驱动装置，

所述运算控制装置选择性地向所述驱动装置输出包含第1驱动指令和第2驱动指令在内的多个驱动指令，其中，所述第1驱动指令指示与所述绳索的横向振动的相位信息无关地对所述绳索施加张力，所述第2驱动指令指示根据所述相位信息对所述绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动。

2.根据权利要求1所述的电梯装置，其中，

所述运算控制装置在所述绳索的横向振动的振幅小于预先设定的振幅阈值时，向所述驱动装置输出所述第1驱动指令，在所述振幅为所述振幅阈值以上时，向所述驱动装置输出所述第2驱动指令。

3.根据权利要求1所述的电梯装置，其中，

在所述电梯装置中，排列配置有两条以上的所述绳索，

所述运算控制装置判定所述绳索的横向振动是否同步，如果不同步，则向所述驱动装置输出所述第1驱动指令，如果同步，则向所述驱动装置输出所述第2驱动指令。

4.根据权利要求3所述的电梯装置，其中，

所述绳索的横向振动信息是与所述绳索的横向振动对应地输出的接通/断开信号，

所述运算控制装置根据表示检测出所述绳索的横向振动的信号的时间差，来判定所述绳索的横向振动是否同步。

5.根据权利要求3所述的电梯装置，其中，

所述绳索的横向振动信息是连续地测定所述绳索的横向振动而得到的信号，

所述运算控制装置根据所述绳索的横向振动的最大振幅之间的时间和最大振幅与最小振幅之间的时间差，来判定所述绳索的横向振动是否同步。

6.根据权利要求3所述的电梯装置，其中，

所述绳索的横向振动信息是连续地测定所述绳索的横向振动而得到的信号，

所述运算控制装置对所述绳索的横向振动波形的频率响应进行运算，并根据峰值的高度，来判定所述绳索的横向振动是否同步。

7.根据权利要求1所述的电梯装置，其中，

所述运算控制装置将来自建筑物摆动传感器的信号作为输入，在检测出预先设定的建筑物摆动阈值以上的建筑物摆动时，向所述驱动装置输出所述第1驱动指令，在所述绳索的横向振动的振幅为预先设定的振幅阈值以上时，向所述驱动装置输出所述第2驱动指令。

8.一种电梯装置的绳索摆动抑制方法，通过驱动装置对绳索施加张力，来抑制所述绳索的横向振动，在该绳索摆动抑制方法中，

在所述绳索的横向振动的振幅小于预先设定的振幅阈值时，与所述绳索的横向振动的相位信息无关地对所述绳索施加张力，

在振幅为所述振幅阈值以上时，根据所述相位信息，对所述绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动。

9.一种电梯装置的绳索摆动抑制方法，通过驱动装置对排列配置的多条绳索施加张力，来抑制所述绳索的横向振动，在该绳索摆动抑制方法中，

判定所述绳索的横向振动是否同步，如果不同步，则与所述绳索的横向振动的相位信息无关地对所述绳索施加张力，如果同步，则根据所述相位信息，对所述绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动。

10.一种电梯装置的绳索摆动抑制方法，通过驱动装置对绳索施加张力，来抑制所述绳索的横向振动，在该绳索摆动抑制方法中，

在检测出预先设定的建筑物摆动阈值以上的建筑物摆动时，与所述绳索的横向振动的相位信息无关地对所述绳索施加张力，

在所述绳索的横向振动的振幅为预先设定的振幅阈值以上时，根据所述相位信息，对所述绳索施加用于使横向振动衰减的张力变动。